第六讲语音通信系统-删节版.

2019/12/181现代通信网络张冬梅([e-mail])北京邮电大学计算机科学与技术学院2019/12/182第二部分典型通信网络2019/12/1833.数字程控交换系统2019/12/184主要内容6.1PSTN网络6.2信令系统与信令网6.3智能网（略）6.4蜂窝移动通信网络(PLMN)2019/12/1856.1.1PSTN概述公用交换电话网（PSTN）是最早建立起来的一种通信网1876年贝尔发明电话1891年史端乔发明自动交换机PSTN是：以电路交换为信息交换方式，以电话业务为主要业务的电信网，同时也可以提供传真等部分简单的数据业务2019/12/186PSTN设计需求基本需求接通的任意性服务质量的满意度升级的灵活性网络的可管理性和可维护性具体要求支持连续的、实时的、交互式语音通信有线通信，不支持移动性支持广域范围内的交换式通信业务2019/12/187PSTN的网络特性采用电路交换与同步时分复用技术网络之间互连互通本地环路是模拟和数字混合的,主干级是数字的传输介质通常为有线而非无线网络采用分级结构组织交换方式采用电路交换2019/12/188PSTN的组成传输系统交换系统用户系统信令系统PSTN的分类本地电话网国内长途电话网国际长途电话网2019/12/1896.1.2PSTN结构PSTN结构平面结构:星型网络、网状网络、环型结构分级结构：适合不同等级交换节点的互连，多用于长途网ADMADMADMADM星型结构网状结构环型结构2019/12/1810PSTN长途网我国历史上长途网结构：五级结构长途两级网结构DC1DC2(a)基干结构DC1DC1DC1DC1DC2DC2DC2DC2DC2DC2DC2省际平面省内平面A省B省(b)实际结构基干路由低呼损直达路由高效直达路由2019/12/1811PSTN本地网端局与汇接局网状网与二级网长途局长途电话网本地电话网端局端局端局2019/12/18126.1.3PSTN编号计划什么叫编号计划为什么要制定编号计划本地网中用户号码的组成局号+用户号长途电话用户编号方法国内长途字冠+长途区号+本地号码国际长途字冠+国家号码+长途区号+本地号码2019/12/1813举例下列逻辑寻址起到了建立连接的作用，该连接起端在美国一个物理地点，终端位于中国北京海淀区学院路北京邮电大学软件学院：0086-10-6228-19710086：该呼叫是跨国呼叫，86是中国的国家号码；10：表示该呼叫的物理地区码，10是北京的长途区号6228:表示一个特定的海淀区交换局的交换机；1971：表示端口及电路标识，与本地环路（用户线）有关，该用户线与位于软件学院物理位置的终端设备有关。2019/12/18146.1.4PSTN业务PSTN的设计决定了其所支持的业务基于64kbit/s的窄带信道；电路交换机接入业务专用传输业务交换传输业务虚拟专用网业务（VPN）增值业务2019/12/18156.2信令系统与信令网6.2.1信令系统基本概念6.2.2SS7结构6.2.3信令网编址方案2019/12/1816信令的功能监视：处理摘机、挂机信号地址：标识用户呼叫信息：向用户提供有关呼叫状态信息网络管理：用于网络的维护、错误检修以及网络的整体操作2019/12/1817信令的位置用户线信令：用户和网络之间的信令局间信令：网络之间的信令局间信令随路信令共路信令A局B局A局B局SIGSIGSIGSIGSIGSIGCCSCCS（a）随路信令（b）共路信令2019/12/18186.3.2SS7结构信令网的组成信令点（SP）信令转接点（STP）信令链路SPSPSPSPSPSTPSPSPSTP独立信令转接点综合信令转接点(a)(b)(C)2019/12/1819信令系统工作方式直连工作方式准直连工作方式SPSPSPSPSPSTPSPSPSTP直连工作方式准直连工作方式准直连工作方式SPSTPSTP信令点独立信令转接点综合信令转接点公共信道信令链路话路2019/12/1820信令网结构无级网：无级信令网是指信令网的节点中无信令转接点，所有的信令点间都采用直连方式工作。优点是路由多，时延短。但是当网络中的信令点很多的时候，就需要非常多的信令链。2019/12/1821分级网：分级信令网是指在信令网中引入了信令转接点。这些信令点之间采用准直连方式工作。信令网的级数与信令点的个数和信令网的冗余度等因素相关。二级信令网、三级信令网2019/12/1822分级信令网的连接方式一级STP之间的连接方式网状连接AB平面连接方式STPSTPSTPSTP(a)网状连接方式STPSTPSTPSTPSTPSTP(b)A、B平面连接方式2019/12/1823SP与STP之间的连接方式固定连接方式自由连接方式SPSPSTPSTPSPSPSTPSTPSPSPSTPSTPSPSPSTPSTP信令区信令区（a）固定连接（b）自由连接2019/12/1824电话网与信令网的对应关系控制平面信息平面LELETCTCLETCLE用户用户用户用户SPSPSPSPSPSPSPSTPSTPSTPSTP2019/12/18256.3.3信令网编址方案国际信令网与国内信令网独立编址国际信令网编码方案：14位NMLKJIHGFEDCBA大区识别区域网识别信令点识别信令区域网编码（SANC）国际信令点编码（ISPC）其中我国为4-120（大区编码为4，区域网编码为120）2019/12/1826我国信令网编码方案：24位主信令区分信令区信令点主信令区分信令区信令点888移动电话网1移动性和无线通信1蜂窝移动概述2移动管理3频率复用2移动电话网（PLMN）1GSM网络结构2GSM主要指标3GPRS1移动性和无线通信移动中的通信——需要无线通信技术WirelessTechnologyRadioSignal移动的模式车载的通信行进中的通信室内的通信移动通信的内容话音文字图像移动通信的模式单向双向FirstMobileRadioTelephone1924第一台移动无线电话系统1924年1蜂窝移动概述基本概念：将无线的单点连接到有线的网络中：空间分成小区（cells）；一个基站负责同一个小区内的终端通信。有线连接的网络2移动管理移动终端在通信过程中可以跨越小区当一个移动终端改变基站时，称作小区切换（Hand-off）如何划分小区、决定小区大小的因素一个小区支持的用户数量无线频率复用和传输的技术有限的频率区间=有限的信道数量一个大功率的天线=有限的用户数量较小的小区=频率可能复用=支持更多的用户数更多的需求(需要更过的信道)增设基站减小天线的发射功率以避免干扰移动管理：小区和基站小区形状:蜂窝形状用于理论分析实际形状不确定--无线信号的覆盖区域的形状；基站设置:小区中央设置:基站设置在小区中间全向天线小区边缘设置:基站设置在三个小区的交汇点定向天线移动管理：蜂窝小区3频率复用频率复用图示2019/12/1835系统模型与工作过程数字蜂窝系统模型公用电信交换网络移动交换中心基站基站基站移动通信网络移动台2019/12/1836系统工作过程蜂窝系统概况公用电信交换网络移动交换中心基站基站基站移动通信网络移动台2019/12/1837蜂窝系统工作过程移动台初始化呼叫发起寻呼呼叫接受呼叫进行中切换2019/12/1838移动单元初始化：手机监听最强的信号MSC2019/12/1839移动台发起呼叫：请求连接MSC2019/12/1840寻呼MSC2019/12/1841呼叫接受MSC2019/12/1842呼叫进行中MSC2019/12/1843切换MSC2移动电话网（PLMN）第一代移动通信网AdvancedMobilePhoneService(AMPS)美国1978试验;日本(’79)、美国(’83)开始使用；800MHzband—two20MHzbandsTotalAccessCommunicationsSystem(TACS)英国;和AMPS类似，1985开始使用。移动电话网（PLMN）第二代移动通信网网络特点：数字化系统协调技术增加网络容量（数字语音压缩，数字信号处理）使用/扩展智能网的概念改进欺诈预防措施增加新业务第二代移动通信系统（2Gsystems）IS-54/IS-136NorthAmericanTDMA;PDC(Japan)DECTandPHS—中国电信和中国网通的“小灵通”IS-95CDMA(cdmaOne)—中国联通CDMA网GSM—中国移动和中国联通1GSM网络结构GSM网络系统功能MS：终端；BTS：基站收发系统；BSC：基站控制；MSC：移动交换机；HLR：归属寄存器；VLR：访问寄存器；AUC：认证中心；EIR：设备标识寄存器；2GSM主要指标载波频率:200kHz时分复用TDMA:每个载波8个时隙slots载波数量=可用频率带宽25MHz/200kHz=125（个）最多用户信道数量=125*8=1000（信道）考虑保护带宽后最多用户信道数量为：124*8=992channelsGSM业务质量需求Uplinkfrequencies890-915MHzDownlinkfrequencies935-960MHzTotalGSMbandwidth25MHzup+25MHzdownChannelbandwidth200kHzNumberofRFcarriers124MultipleaccessTDMAUsers/carrier8Numberofsimul.users992Speechcodingrate13kb/sFECcodedspeechrate22.8kb/s2019/12/1850谢谢！